Датчик давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХРЕСПУБЛИК ае ао 51)5019/ ПИСАН У л. 120 .и А.В.К 8) маев во СССР детельс 1 ь 9/0, 1989. ть использошенной точ- газообразющихся тем .тем, что ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТГ 10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение может бывано для измерения с ловыностью давлений жидких иных сред в условиях меняператур. Цель достигается БРЕТЕНИЯ тензорезисторы 4, 7 одного полумоста изготовлены из материала с температурными коэффициентами сопротивления и тензочувствительности, отлича. ющимися не менее чем на порядок от температурных коэффициентов сопротивления и тензочувствительности ма.териала, из которого изготовлены тензорезисторы 5, 6 другого полумоста.В результате этого имеется возмож" ность получения дополнительного тер" мозависимого сигнала, используемого для коррекции температурной погрешности основного сигнала. 3 ил,3 173Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а.именно к устройствам дистанционного измерения давления, и может быть использовано в датчиках для измерения давления жидких и газообразных сред в условиях меняющихся температур,.Целью изобретения является повышение точности измерения за счет уменьшения температурной погрешности.На фиг. 1 показана конструкция датчика давления; на фиг. 2 - размещение тензорезисторов на мембране (топология); на фиг. 3 - измерительная схема.Устройство включает корпус 1, воспринимающую мембрану 2, выполненную за одно целое со штуцером 3. На мембране 2 сформирована мостовая измерительная цепь из тензорезисторов 4-7. Расположение тензорезисторов на мембране 2 показано на Фиг, 2, Контактные площадки 8 служат для подключения мостовой измерительной цепи к общей измерительной схеме фиг, 3). В одну из диагоналей моста включен регулирующий элемент 9, а операционные усилители 1 О и 11, с которых сигналы поступают на дифференциальный усилитель 12 и сумматор 13, подключены соответственно к точкам 14 и 15 про" тиволежащей диагонали моста.Устройство работает следующим об. разом.При подаче измеряемого давления Рчерез штуцер 3 на воспринимающую мембрану 2 последняя прогибается. Тенэорезисторы 4-7 испытывают реФормацию,,Вследствие этого изменяются потенциалы точек 14 и 15 выходной диагоналимоста, причем изменения потенциаловот механического параметра в силу равенства КЧ всех тенэорезисторов,. практически равны по модулю и противоположны по знаку. Изменения потенциалов от температуры одного знакапроисходят в силу того что ТКС и ТКЧтенэорезисторов одного полумоста от"личаются не менее чем на порядок отТКС и ТКЧ тензорезисторов другогополумоста. Сигналы с точек 14 и 15поступают на неинвертирующие входыоперационных усилителей 10 и 11,Выходные сигналы усилителей 10 и11 поступают на дифференциальный усилитель 12, причем сигнал с усилителя 10 - на неинвертирующийвход, асигнал с усилителя 11 - на инвертиру" 7291 . 4ющий. На выходе усилителя 12 формируется выходной сигнал, пропорциональный измеряемому давлению, и сигнал,пропорциональный изменению температуры тензорезисторов.Одновременно сигналы с усилителей10 и 11 поступают на вход сумматора13. Так как сигналы от механическо го параметра в точках 14 и 15 равныпо величине и противоположны по знаку,то они компенсируют друг друга, ивыходной сигнал сумматора 13 зависиттолько от температурного дрейфа тен зорезисторного моста. В нормальныхтемпературных условиях схема настраивается таким образом, что выходнойсигнал сумматора 13 равен по величине опорному напряжению.При изменении 2 р температуры тензореэисторов термоза"висимый с игнал поступает на входсумматора 13 и изменяет его выходнойсигнал пропорционально изменению температуры. Измененный сигнал с сум матора 13, воздействуя на элемент 9,регулирует напряжение питания мостатаким образом, что функция изменениявыходного сигнала от измеряемого параметра на выходе усилителя 12 остается неизменной практически при любых изменениях температуры тензоре"зисторов, то есть напряжение питаниямоста изменяется. обратно пропорционально величине термозависимого сиг"нала, поступающего на вход суммато ра 13.1Таким образом, выходной сигналдатчика зависит только от измеряемого давления, а изменение температуры р практически не влияет на выходнуюхарактеристику, причем аддитивнаясоставляющая. температурной погрешнос."ти компенсируется за счет попарногоравенства ТКС одной и другой парытензорезисторов противолежащих плечмоста, а мультипликативная - за счетразличия ТКЧ и ТКС тенэорезисторов .одного полумоста мостовой измеритель"ной цепи по сравнению с тензорезисто" О рами другого, с последующим выделением и обработкой термозависимогосигнала.Формула изобретенияДатчик давления, содержащий кор-пус, мембрану, сформированные на мем-, бране тензорезисторы, которые соединены в измерительный мост, о т лиСоставитель О.Слюсаедактор Т.Лошкарева Техред А.Кравчук рректор С.Шекмар з 1884 Тираж.ПИ Государственного комитета по изобретейиям 113035, .Москва, Ж, Раушская на Подписноеоткрыти и ГКНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород,. ул. Гагарина, 1 5 . .1737291 6 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью Фициентами сопротивления и тензочувповышения точности за счет уменьше- ствительности, отличающимися не менее ния температурной погрешности, в чем на порядок от аналогичных коэфнем тензорезисторы двух смежных плеч, фициентов материала тензорезисторов образующие один полумост, выполненыдвух других смежных плеч, образующих5 из материала с температурными коэф" второй полумост.